局部放电在线监测及定位技术研究

论文摘要

随着电力工业的不断发展,电力系统的可靠性和电力设备运行的安全性受到人们广泛关注。在线监测变压器局部放电现象并确定放电位置可以使监测者及时了解变压器内部的绝缘状态,预防因绝缘能力下降导致的变压器安全事故,提高供电可靠性、减少停电损失。目前,国内外监测变压器局部放电的装置在强噪声环境下,存在去噪效果不理想、灵敏度低、定位精度不高等缺点。本文针对如上问题在信号去噪和放电定位方面进行如下研究:首先,局部放电信号中混杂的噪声主要有三种类型:周期性窄带干扰、白噪声和随机脉冲干扰。本文针对周期窄带干扰采用相关性和频谱分析法进行识别并确定其周期,利用混沌控制去除干扰;对于白噪声,采用带通和小波变换相结合的方法进行抑制,小波变换采用DB小波进行数据的预处理和平滑去噪;针对随机脉冲干扰,采用脉冲极性鉴别法抑制。其次,针对传统定位方法的精度不高的缺陷,采用自适应遗传算法和模糊控制相结合的方法,精确定位放电位置。该方法误差较小,可以满足对变压器局部放电位置的定位精度要求。最后,在LabVIEW软件平台上,采用模块化的方法进行软件设计。软件程序划分为用户登录模块、数据采集模块、数据分析模块、局部放电定位模块、数据存储与查询模块、远程监控模块等。每个模块对应不同子VI,利用软件合成技术将各个子VI有机结合起来,实现放电信号的在线监测和放电位置的定位功能。本文还详细介绍了变压器局部放电信号的产生机理,建立了放电仿真模型。本文设计的在线监测局部放电信号及定位系统以MATLAB和LabVIEW软件为开发平台,实现了放电信号的自动采集、去噪、保存和管理,可以长期在线运行,具有稳定性好、精确度高、操作简单等特点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题来源及研究意义
• 1.2 在线监测局部放电抗干扰技术研究现状
• 1.3 在线监测局部放电定位技术研究现状
• 1.4 虚拟仪器技术
• 1.4.1 虚拟仪器概念及特点
• 1.4.2 虚拟仪器构成
• 1.4.3 虚拟仪器技术的应用领域
• 1.5 本文主要工作与结构安排
• 第2章 变压器局部放电监测理论研究
• 2.1 局部放电产生机理及等效电路
• 2.1.1 局部放电产生机理
• 2.1.2 局部放电等效电路
• 2.2 局部放电类型及数学模型
• 2.2.1 局部放电的类型
• 2.2.2 局部放电的四种典型数学模型
• 2.3 局部放电超声定位模型
• 2.4 变压器时延估计
• 2.4.1 时延估计信号模型
• 2.4.2 时延估计算法原理
• 2.4.3 实现时延估计算法
• 2.5 本章小结
• 第3章 局部放电信号多重滤波
• 3.1 混沌控制去除周期性窄带干扰
• 3.1.1 相关性分析
• 3.1.2 混沌控制抑制噪声
• 3.2 多重滤波去除白噪声
• 3.2.1 白噪声
• 3.2.2 小波分析原理及实现
• 3.2.3 多重滤波抑制白噪声
• 3.3 极性鉴别法抑制随机脉冲
• 3.3.1 极性鉴别法原理
• 3.3.2 硬件实现噪声抑制
• 3.4 本章小结
• 第4章 局部放电定位技术及系统软件实现
• 4.1 系统工作原理及任务分析
• 4.2 数据采集系统硬件设计
• 4.2.1 信号调理电路
• 4.2.2 数据采集卡
• 4.3 在线监测局部放电系统
• 4.3.1 用户登录模块
• 4.3.2 系统主界面
• 4.3.3 数据分析模块
• 4.3.4 数据存储模块
• 4.3.5 局部放电定位模块
• 4.4 远程监控
• 4.4.1 配置LabVIEW 服务器
• 4.4.2 客户端连接远程界面
• 4.5 小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介